季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害快速檢測(cè)及性能劣化和病害等級(jí)評(píng)定分析

王 賀，李凱婕，郭 存

石家莊鐵道大學(xué) 四方學(xué)院，河北 石家莊 050200

0 引言

快速檢測(cè)季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害，根據(jù)具體檢測(cè)結(jié)果與公路橋梁板式支座性能劣化分析結(jié)果，對(duì)其具體病害等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定。以此為基礎(chǔ)有針對(duì)性地制定相應(yīng)的解決處理方案，是提高整體公路橋梁使用質(zhì)量，盡可能延長(zhǎng)其使用壽命的重要舉措。因此探究季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害快速檢測(cè)及性能劣化、病害等級(jí)評(píng)定，可以在為相關(guān)研究人員提供相應(yīng)理論參考的同時(shí)，也為切實(shí)解決公路橋梁板式支座病害問題給予一定實(shí)踐指導(dǎo)與幫助。

1 季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害快速檢測(cè)常用技術(shù)分析

在現(xiàn)階段季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害快速檢測(cè)中，最常使用的檢測(cè)技術(shù)即為儀器檢測(cè)法與有限元分析法相結(jié)合的方式。在儀器檢測(cè)法中，即通過由檢測(cè)人員根據(jù)實(shí)際情況，選用與之相適宜的專業(yè)、高精度檢測(cè)儀器設(shè)備，對(duì)公路橋梁板式支座中出現(xiàn)的裂縫、內(nèi)外溫差等進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定，而后通過將各項(xiàng)實(shí)測(cè)數(shù)值與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，即可有效掌握公路橋梁板式支座具體病害［1］。在有限元分析法中，工作人員則通過運(yùn)用實(shí)測(cè)頻率、振型值，以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)出計(jì)算支撐剛度與梁剛度的公式。在確定被測(cè)板梁橋后，運(yùn)用實(shí)體單元與梁?jiǎn)卧⒔柚鷮ｉT的工具軟件快速建立有限元基準(zhǔn)模型，在對(duì)其中的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別與提取后，工作人員即可快速、精準(zhǔn)地完成板式支座病害檢測(cè)工作。

2 季凍區(qū)公路橋梁板式支座性能劣化與病害等級(jí)評(píng)定

2.1 性能劣化評(píng)定

在對(duì)季凍區(qū)公路橋梁板式支座性能劣化進(jìn)行分析評(píng)定的過程中，工作人員需要在對(duì)被評(píng)定的板式支座及其各項(xiàng)相關(guān)信息資料進(jìn)行全面收集整理的基礎(chǔ)上，對(duì)其開展支座解剖試驗(yàn)，同時(shí)專門針對(duì)板式橡膠支座的力學(xué)性能、橡膠性能進(jìn)行試驗(yàn)。在嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定要求規(guī)范完成試驗(yàn)操作，并對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行真實(shí)完整記錄后，工作人員通過使用專門的數(shù)據(jù)處理工具軟件，對(duì)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，即可準(zhǔn)確掌握公路橋梁板式支座性能劣化規(guī)律［2］。在此過程中，工作人員可以通過將智能溫度傳感器安放在板式支座內(nèi)，借助冷凍設(shè)備和室外觀測(cè)的方式對(duì)冰凍期公路橋梁板式支座內(nèi)部與外部溫度分布規(guī)律進(jìn)行分析，再與現(xiàn)有的氣溫觀測(cè)資料進(jìn)行充分結(jié)合下，即可對(duì)支座年凍融循環(huán)次數(shù)進(jìn)行有效明確，并以此為基礎(chǔ)，準(zhǔn)確掌握基于凍融循環(huán)條件的公路橋梁板式支座性能劣化規(guī)律。

在進(jìn)行板式支座性能劣化分級(jí)評(píng)定過程中，工作人員需要采用定性與定量相結(jié)合的評(píng)定方式。例如當(dāng)病害表現(xiàn)為輕度老化，支座表面只有少量細(xì)微裂縫出現(xiàn)，裂紋寬度介于0.1～0.5mm之間，或者裂紋長(zhǎng)度不超過10%的相應(yīng)邊長(zhǎng)，即可將支座性能劣化分為一級(jí)病害。如果支座表面存在數(shù)量較多的不規(guī)則裂紋、裂紋的長(zhǎng)度與寬度均相對(duì)較大，即裂紋寬度在0.5～1.0mm之間，裂紋長(zhǎng)度在相應(yīng)邊長(zhǎng)的10%～50%之間，則此時(shí)劣化病害等級(jí)為二級(jí)。當(dāng)支座表面出現(xiàn)大量嚴(yán)重的不規(guī)則裂紋，裂紋寬度至少為1.0mm、其深度至少達(dá)到5mm，或者裂紋長(zhǎng)度超過50%相應(yīng)邊長(zhǎng)時(shí)，此時(shí)病害等級(jí)即為三級(jí)。而一旦觀測(cè)發(fā)現(xiàn)支座中有明顯外露鋼板，則其對(duì)應(yīng)的劣化等級(jí)也為三級(jí)。

2.2 病害等級(jí)評(píng)定

2.2.1 確定評(píng)定原則

在對(duì)季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害進(jìn)行等級(jí)評(píng)定時(shí)，相關(guān)工作人員首先需要對(duì)病害的具體分級(jí)與評(píng)定原則進(jìn)行相應(yīng)明確。一般情況下，將可以采取一定外防護(hù)處理措施，對(duì)病害發(fā)展進(jìn)行有效控制，且不影響公路橋梁板式支座后續(xù)正常使用的病害設(shè)定為輕度病害，也將其評(píng)定為一級(jí)病害。對(duì)于已經(jīng)影響板式支座正常使用，但通過對(duì)外防護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)處理或及時(shí)修復(fù)，定期對(duì)其進(jìn)行密切觀察，在病害發(fā)展得到嚴(yán)格控制后仍可繼續(xù)使用的，設(shè)定為中度病害，即將其評(píng)定為二級(jí)病害。對(duì)于已經(jīng)令支座無法正常使用，需要對(duì)病害支座進(jìn)行及時(shí)換新的病害，設(shè)定為重度病害并將其評(píng)定為板式支座三級(jí)病害。

2.2.2 劃分病害等級(jí)

在實(shí)際進(jìn)行季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害分級(jí)評(píng)定的過程中，工作人員需要充分結(jié)合支座病害具體性質(zhì)，在明確其病害程度的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求科學(xué)進(jìn)行分級(jí)評(píng)定。如果在病害等級(jí)相同的情況下，同時(shí)存在多項(xiàng)定量指標(biāo)，與其中一項(xiàng)相符即可按照該等級(jí)進(jìn)行評(píng)定。如果在評(píng)定過程中，公路橋梁板式支座同時(shí)存在若干等級(jí)各異的病害，則需要按照等級(jí)最高原則進(jìn)行病害分級(jí)評(píng)定。以季凍區(qū)公路橋梁板式支座壓縮和分層外鼓病害的分級(jí)評(píng)定為例，如果支座膠層出現(xiàn)相對(duì)輕微的分層不均和外鼓現(xiàn)象，即不均勻外鼓長(zhǎng)度并未超過30%相應(yīng)邊長(zhǎng)，則該病害屬于一級(jí)支座病害［3］。如果支座膠層出現(xiàn)較為明顯的分層不均和外鼓現(xiàn)象，即不均勻外鼓長(zhǎng)度在30%相應(yīng)邊長(zhǎng)至50%相應(yīng)邊長(zhǎng)之間，則該病害屬于二級(jí)支座病害。如果支座膠層出現(xiàn)嚴(yán)重分層不均和外鼓現(xiàn)象，壓縮變形量完全超出相關(guān)規(guī)定允許值，呈現(xiàn)出典型的壓饋狀態(tài)。經(jīng)檢測(cè)公路橋梁板式支座出現(xiàn)的不均勻外鼓長(zhǎng)度超過50%相應(yīng)邊長(zhǎng)，或是測(cè)定的實(shí)際壓縮變形量在7&膠層總厚度值以上，支座出現(xiàn)明顯壓饋現(xiàn)象，則該病害屬于三級(jí)支座病害。

3 結(jié)束語

總之，對(duì)于季凍區(qū)公路橋梁板式支座病害，工作人員一方面需要根據(jù)實(shí)際情況，靈活運(yùn)用各種先進(jìn)的檢測(cè)儀器設(shè)備及相關(guān)技術(shù)，配合使用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析處理軟件，準(zhǔn)確識(shí)別支座具體病害，了解各項(xiàng)支座病害信息。另一方面，其也需要嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定要求，利用定性結(jié)合定量的方式對(duì)板式支座病害進(jìn)行科學(xué)分級(jí)評(píng)定，從而為后續(xù)病害的解決提供真實(shí)可靠的參考依據(jù)。